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第1章 电解质1

1.1 液体电解质溶液1

1.2 离子熔体5

1.2.1 碱金属卤化物熔体5

1.2.2 玻璃状熔盐6

1.2.3 离子液体6

1.3 聚合物中离子电导8

1.3.1 聚合物电解质9

1.3.2 凝胶聚合物电解质10

1.3.3 离子交换聚合物电解质10

1.4 固体中离子电导10

1.4.1 晶体缺陷11

1.4.2 内在无序12

1.4.3 外在无序14

1.4.4 亚晶格无序15

1.4.5 缺陷传输17

1.4.6 离子导电玻璃18

1.4.7 混合离子-电子导体18

参考文献19

第2章 结构与成键21

2.1 结构因子21

2.2 金属的密堆积结构22

2.3 合金的密堆积结构24

2.4 固溶体形成的Hume-Rothery规律24

2.5 体心立方结构25

2.6 Hume-Rothery相26

2.7 离子结构27

2.8 分子多面体配位29

2.9 固体的电子能带模型31

2.9.1 金属中自由电子31

2.9.2 固体中的轨道33

2.9.3 态密度34

2.9.4 电子填充和费米能级36

2.9.5 晶体的轨道重叠集聚：键的形成38

2.9.6 多维扩展39

2.9.7 d区金属能带结构40

2.9.8 半导体：以TiO2例40

2.9.9 Peierls畸变43

2.9.10 电解质的能带43

2.10 固体中的凝聚力44

2.10.1 晶格焓44

2.10.2 升华焓45

2.10.3 金属的键能47

2.10.4 合金的键能48

参考文献57

第3章 电极电位59

3.1 纯金属59

3.1.1 金属相与电解质相之间的平衡59

3.1.2 标准电极电位59

3.1.3 金属络合物的标准电极电位66

3.2 合金69

3.2.1 偏摩尔吉布斯自由能69

3.2.2 偏摩尔函数的电化学测试70

3.2.3 AgxAuy-固溶体实例71

3.2.4 组分B的偏摩尔函数75

3.2.5 从偏摩尔函数到整体函数77

3.3 金属间相和化合物78

3.3.1 电位-摩尔分数图78

3.3.2 库仑滴定法79

3.3.3 库仑滴定：LiAl体系79

3.3.4 金属间化合物：LiSb体系82

3.3.5 在室温下的测量：CuZn83

参考文献84

第4章 吸附原子和欠电位沉积86

4.1 界面相的热力学描述86

4.1.1 电化学双电层86

4.1.2 理想极化电极89

4.1.3 电毛细曲线89

4.1.4 吸附等温线91

4.1.5 可逆电极92

4.1.6 部分电荷和电吸附价93

4.1.7 固体电解质界面热力学95

4.2 电化学双电层的主要研究方法96

4.2.1 电容测量97

4.2.2 循环伏安和计时电流法100

4.2.3 吸附量的测定101

4.2.4 扫描隧道显微镜和相关方法104

4.3 吸附原子106

4.3.1 吸附原子的吸附和脱附106

4.3.2 平衡吸附原子浓度108

4.3.3 吸附原子的表面扩散108

4.4 欠电位沉积109

4.4.1 银表面沉积铅110

4.4.2 金表面沉积铜113

4.4.3 欠电位沉积二维相的形成115

4.4.4 多步骤欠电位沉膜的形成117

注释117

参考文献117

第5章 物质传输120

5.1 稳态扩散121

5.2 非稳态扩散123

5.2.1 计时电位法123

5.2.2 计时电流和计时电量法124

5.2.3 瓦尔堡阻抗126

5.2.4 循环伏安法130

5.2.5 微电极131

5.3 固相中的扩散132

5.3.1 恒电位法133

5.3.2 恒电流法134

5.4 扩散过电位的控制方法136

5.4.1 旋转圆盘电极136

5.4.2 旋转环盘电极139

5.4.3 旋转圆柱电极139

参考文献140

第6章 电荷传递142

6.1 电子传递142

6.1.1 Butler-Volmer方程142

6.1.2 塔费尔曲线145

6.1.3 电荷传递电阻146

6.1.4 电荷传递理论146

6.2 电化学反应级数149

6.2.1 由塔费尔曲线测定电化学反应级数150

6.2.2 由电荷转移电阻测定电化学反应级数151

6.3 离子传递154

6.4 电荷传递和物质传递155

6.4.1 旋转圆盘电极消除扩散过电位156

6.4.2 计时电流和计时电位法消除扩散过电位158

6.4.3 阻抗谱消除扩散过电位161

参考文献161

第7章 金属的成核与生长162

7.1 成核162

7.1.1 三维成核162

7.1.2 二维成核164

7.1.3 成核速率164

7.1.4 瞬时成核和分步成核166

7.2 电沉积中间态168

7.2.1 结晶超电势169

7.3 表面动力学170

7.3.1 扭结位置的驻留时间170

7.3.2 计算驻留时间171

7.4 扭结点密度173

7.4.1 平衡状态173

7.4.2 沉积状态174

7.5 电沉积的实验研究176

7.5.1 在汞齐电极上的电沉积176

7.5.2 固体电极的研究176

7.5.3 水性溶剂电沉积的应用179

7.5.4 平行反应180

7.6 非水溶剂电沉积180

7.6.1 铝的熔盐沉积181

7.6.2 铝的有机电解质沉积182

7.6.3 铝的离子液体沉积182

7.7 添加剂183

7.7.1 软-硬吸附的概念184

7.7.2 添加剂对不同结晶面沉积的影响185

7.7.3 阳极溶出法研究添加剂行为185

7.8 光谱方法研究金属沉积187

7.8.1 氰化物溶液中银表面拉曼光谱187

7.8.2 有机添加剂的拉曼光谱188

参考文献190

第8章 合金的沉积193

8.1 沉积电势和平衡电势193

8.2 合金成核与生长：部分电流概念193

8.3 勃伦纳的合金分类194

8.4 混合电位理论195

8.5 合金沉积中的表面选择性196

8.5.1 合金的扭结位点196

8.5.2 分离率和停留时间198

8.5.3 停留时间和合金的结构198

8.6 马尔可夫链理论和概率矩阵定义199

8.6.1 平衡结晶过程199

8.6.2 速率控制过程200

8.6.3 选择性常数的测定201

8.6.4 用选择性常数表征合金202

8.6.5 扭结位点的选择性常数和停留时间203

8.7 实验实例203

8.7.1 钴铁合金系统203

8.7.2 钴镍合金系统206

8.7.3 铁镍合金系统208

8.7.4 诱导沉积：镍钼合金系统209

8.8 三元体系215

8.8.1 三元体系中的扭结位点215

8.8.2 三元体系的马尔可夫链理论216

8.8.3 举例：对CoFeNi合金成分预测217

参考文献218

第9章 氧化物和半导体220

9.1 半导体的电化学性质220

9.1.1 半导体的能带模型220

9.1.2 半导体电解质接触221

9.1.3 能隙态和表面态223

9.1.4 电流-电位曲线224

9.1.5 空间电荷层电容225

9.2 半导体的光电化学227

9.2.1 光电流228

9.2.2 强度调制光电流谱（IMPS）230

9.2.3 光电压和光电压的瞬态231

9.3 光谱方法232

9.3.1 原位光谱方法232

9.3.2 原位X射线衍射和X射线吸收光谱232

9.3.3 原位穆斯堡尔谱234

9.3.4 非原位光谱方法234

9.4 显微镜234

9.5 氧化物颗粒236

9.5.1 电池236

9.5.2 锂离子电池237

9.5.3 TiO2光伏电池238

9.5.4 氧化物颗粒的催化活性240

9.6 氧化物层240

9.7 半导体的电沉积241

参考文献241

第10章 腐蚀与防护244

10.1 腐蚀244

10.1.1 基本过程245

10.1.2 金属溶解机理248

10.1.3 补偿反应机制249

10.1.4 铁和不锈钢250

10.1.5 钢铁冶金方面250

10.1.6 铜251

10.1.7 锌252

10.1.8 腐蚀产物253

10.1.9 合金腐蚀253

10.2 腐蚀保护256

10.2.1 钝态257

10.2.2 阴极防蚀265

10.2.3 缓蚀266

10.2.4 磷化267

10.2.5 钝化267

10.2.6 表面防腐268

参考文献268

第11章 固有导电性高聚物271

11.1 化学合成272

11.2 电化学合成和表面膜的形成274

11.3 膜的形成与附着力促进剂276

11.4 氧化还原过程中的离子运输278

11.4.1 使用QCMB分析氧化还原循环反应278

11.5 膜的光电和特性281

11.5.1 导电聚合物的阻抗281

11.5.2 中性属性283

11.5.3 光电化学性质286

11.5.4 极化子-双极化子导电聚合物模型287

11.5.5 光谱电化学方法288

11.6 共聚289

11.6.1 共聚机理291

11.6.2 共聚物的结构分析293

11.6.3 共聚物的性质299

11.7 固有导电性高聚物的腐蚀保护300

11.7.1 膜形成在非惰性金属上300

11.7.2 腐蚀保护的动力学实验300

11.7.3 导电聚合物阴离子可能的腐蚀保护作用301

参考文献302

第12章 纳米电化学307

12.1 进入原子尺度307

12.2 共沉积307

12.2.1 颗粒分散307

12.2.2 ζ电势的测定310

12.2.3 ζ电势和粒子特性的影响因素311

12.2.4 金属表面特性312

12.2.5 影响融合的工艺参数313

12.2.6 机理模型313

12.2.7 模型发展的一般概念318

12.2.8 实例321

12.3 组分可调多层膜322

12.3.1 多层膜电镀322

12.3.2 多层膜的例子324

12.4 核-壳复合材料324

12.4.1 制备程序324

12.4.2 颗粒特性：应用325

参考文献325